Инерционный импульсный двухтактный десятицилиндровый реактивно-поршневой двигатель

 

Изобретение может быть использовано в транспортных средствах. Двигатель имеет круглый подвижный диск, состоящий из кольца и двух боковин. В кольце расположено пять пар цилиндров, внутри которых находятся поршни. Поршни одной пары связаны между собой межпоршневыми перемычками, имеющими прорезь. На поршневых хвостовиках имеются двухсторонние конусные срезы и сквозные отверстия, куда запрессовываются поршневые пальцы, на которые насаживаются подшипники. На центральный вал двигателя, вставленный в прорези межпоршневых перемычек, запрессовываются одинаковые эксцентрики, с которыми взаимодействуют подшипники, установленные на поршневых пальцах. В изобретении раскрыты конструктивные особенности эксцентриков, поршней, насосных секций высокого давления и центробежного регулятора опережения впрыска. Технический результат заключается в увеличении количества силовых импульсов и в создании компактной схемы расположения узлов двигателя. 10 ил.

Двигатель относится к машиностроению и может использоваться в качестве силовой тяговой установки в аппаратах как в легких, так и в транспортных средствах большой грузоподъемности, не нуждающихся в дорогах, взлетных и посадочных полосах, способных начинать движение в любом направлении, заканчивать движение в пространстве и снова начинать движение в любом направлении. Аппараты с такими двигателями приобретают возможность двигаться во всех средах, плотность которых не превышает плотности морской воды, а также могут использоваться для исследования и освоения околоземного космического пространства в пределах солнечной системы.

Известный инерционный двигатель-движитель, содержащий подвижный корпус, на внутренней поверхности которого установлены планки управления, описывающие эллиптические фигуры со смещенными центрами, находящиеся на оси вала цилиндра, внутри которого поршень с компрессионными кольцами, цилиндр и поршень являются инерционными массами инерционного импульсного реактивно-поршневого двигателя, конструкция которого сложна, вырабатывает малое количество импульсов рабочей силы, значительное количество массы металла, не участвующего в вырабатывании рабочей силы, но необходимого для работы двигателя.

Предлагаемый двигатель является более совершенным вариантом инерционного движителя-двигателя с новым способом получения прямолинейной рабочей силы и управления ею, в котором значительно уменьшена масса металла, не участвующего в вырабатывании рабочей силы, более компактная техническая схема расположения узлов и деталей, в изготовлении которого применены более традиционные технологические методы, в котором значительное количество силовых рабочих импульсов, вырабатывающих прямолинейную силу с возможностью изменять ее по величине и направлению в условиях незначительных сил противодействия. В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками.

Инерционный импульсный двухтактный реактивно-поршневой двигатель имеет круглый подвижный диск, который является инерционной массой двигателя и состоит из кольца или блока двухтактного десятицилиндрового реактивно-поршневого двигателя, с торцевой стороны которого по большому диаметру в сторону центра проделаны цилиндрические отверстия. Цилиндры сквозные и располагаются по всему кругу кольца равноудаленно друг от друга, которые с торца по большому диаметру заглушены, заглушки являются головками цилиндров, оси которых совпадают с радиусами кольца, а каждая пара противоположных по диаметру кольца цилиндров имеет одну общую ось, таких пар цилиндров, имеющих общую ось на блоке, пять, их оси пересекаются, проходя через центр кольца, являющийся центром всего диска. Внутри каждого цилиндра находится поршень с компрессионными кольцами, каждый поршень на своем хвостовике вдоль вершины двухстороннего симметричного конусного среза по диаметру поршня имеет сквозное отверстие, куда запрессовывается поршневой палец, который несколько длиннее диаметра поршня и выступает на одинаковое расстояние с обеих сторон отверстия, и на выступающие концы пальца насаживаются по два подшипника, а хвостовики поршней, имеющих одну общую ось, жестко связаны между собой равными по длине межпоршневыми перемычками, устанавливая на всех поршневых парах одинаковое межпоршневое расстояние, определяющее положение поршней в своих цилиндрах относительно друг друга. Если поршень на одном конце межпоршневой перемычки находится в верхней мертвой точке в своем цилиндре или насколько возможно минимальном расстоянии от головки своего цилиндра, то поршень на другом конце этой же межпоршневой перемычки в своем цилиндре будет находиться в нижней мертвой точке или в самом насколько возможно максимальном расстоянии от головки своего цилиндра. Каждая межпоршневая перемычка на всех поршневых парах имеет вдоль оси поршней прорезь от одного поршня до другого, в которые свободно вставлен центральный вал двигателя. На этот вал с обоих его концов по шестеренчатым шлицам, проделанным на нем, запрессовываются абсолютно одинаковые эксцентрики с такими же шлицами по внутреннему диаметру до упоров на валу, между которыми свободно располагаются все поршневые перемычки поршневых пар. Эксцентрики устанавливаются на валу строго симметрично относительно друг друга своими патрубками, направленными к концам вала. На обоих патрубках эксцентриков монтируются опорные боковины своими патрубками, также направленными к концам вала, между внутренней поверхностью патрубков опорных боковин и наружной поверхностью патрубков эксцентриков запрессовывается по подшипнику, которые подпираются фигурными шайбами, вставленные плотно своими шестеренчатыми шлицами по внутреннему их диаметру по таким же шлицам на валу двигателя, и зажимаются гайками по резьбам на концах вала эксцентриков или вала двигателя.

Обе фигурные шайбы на торцах по большому диаметру имеют шестеренчатые зубья, в зацепление с которыми входят зубья шестерен, насаженных на выходных валах червячных редукторов, привод которых через них и фигурные шайбы вращает вал эксцентриков, тем самым изменяя положение эксцентриков внутри двигателя в любую сторону на любой градус из 360^o по кругу, и фиксирует необходимое положение эксцентриков.

Опорные боковины жестко и фиксированно в одном положении крепятся к кольцу блока цилиндров, центрируя его центрирующими полками относительно вала эксцентриков, устанавливая центр кольца блока цилиндров на оси вала эксцентриков, а на оба патрубка опорных боковин надеваются отверстия в подшипниковых опорах, и в промежутки между наружными поверхностями опорных боковин и внутренними поверхностями отверстий в опорах запрессовывается по опорному подшипнику, которые по наружной обойме зажимаются кольцевыми фланцами с креплением к подшипниковым опорам болтами, а по внутренней обойме подшипники зажимаются гайками по резьбам для них на концах патрубков опорных боковин.

Каждая боковина с внутренней стороны диска на корпусе имеет несквозные прорези в виде ниш вдоль радиусов опорных боковин, количество которых на каждой боковине равно количеству цилиндров на кольце блока цилиндров. Крепятся опорные боковины к кольцу блока цилиндров так, что прорези их располагаются друг против друга и строго параллельно оси цилиндров, под которыми они находятся, и самые крайние подшипники на концах хвостовиков всех поршней вставляются в эти прорези, которые при движении поршней исключают возможность искривления оси поршневых пар, а другие подшипники, которые рядом, ближе к поршням, своими наружными обоймами устанавливаются на торцевую поверхность эксцентриков. Оба эксцентрика имеют абсолютно одинаковые фигуры, описанные замкнутыми кривыми по специальной траектории.

Каждый эксцентрик имеет свою ось, которая проходит через крайние точки на описывающей замкнутой кривой, и смещенный центр, находящийся на оси вала эксцентриков, где находится и центр диска двигателя, на самых дальних точках по оси эксцентриков от их смещенных центров находятся верхние мертвые точки эксцентриков, а на самых близких точках по этим же осям от смещенных центров находятся нижние мертвые точки эксцентриков, и оси обоих эксцентриков находятся на одной плоскости с главной осью эксцентриков КВ диска, которая проходит по диаметру диска и объединяет оси каждого эксцентрика. Оба эксцентрика по всей длине торца обхватываются подшипниками на поршневых пальцах находящихся ближе к хвостовикам поршней, и каждый поршень в своем цилиндре по кругу на кольце блока цилиндров занимает вполне определенное место, которое определяется соответствующей точкой на торце эксцентриков, в которую упирается подшипник на хвостовике поршня.

Если хвостовик поршня находится в верхней мертвой точке на торце эксцентриков, то он соответственно находится в ВМТ в своем цилиндре, а значит, другой поршень на противоположном конце диаметра диска, составляющий с ним поршневую пару, своим хвостовиком находится в нижней мертвой точке на торце эксцентриков и в НМТ в своем цилиндре, а другие поршни в своих цилиндрах соответственно занимают промежуточные между этими крайними точками положения в своих цилиндрах, то есть положение каждого поршня в своем цилиндре определяется точкой на торце эксцентриков, на которой находится хвостовик поршня.

Тем самым эксцентрики осуществляют механическую взаимозависимую связь между поступательным движением поршней в своих цилиндрах и вращательным движением диска двигателя вокруг своей оси, находящейся на оси вала эксцентриков (фиг. 3, фиг. 8, 9, 10).

В каждом промежутке между подшипниковыми прорезями, но с наружной стороны одной из опорных боковин сделаны прямоугольные глубокие, но несквозные ниши, куда вставлены прямоугольные корпуса, внутри которых монтируются насосные секции высокого давления. Каждый из десяти прямоугольных корпусов с насосными секциями имеет два отверстия для приема и отвода топлива низкого давления, отверстие для выдачи топлива высокого давления, отверстие для воздействия толкателем на плунжер секции высокого давления, а также отверстие, выполняющее роль направляющей, куда вставлен с возвратной пружиной стержень, который является регулировочной рейкой в насосной секции высокого давления. При установке корпуса в нишу боковины отверстия на корпусе с насосными секциями совмещаются с отверстиями соответствующих функций на опорной боковине, выведенных в ниши. В месте соединений отверстий закладываются соответствующие прокладки, которые зажимают распорной гайкой на штуцере с отверстием для толкателя, каждая ниша закрывается крышкой, в которой имеется отверстие для вывода наружу рычага регулировочной рейки, на конце которого устанавливается подшипник, при этом все сопрягаемые поверхности имеют соответствующие уплотнения.

Выведенная наружу рейка своим подшипником на конце упирается в поверхность кольцевой шайбы, которая своей резьбой на торце по внутреннему диаметру свободно крутится по резьбе на кольцевой полке подшипниковой опоры с центром на оси вала эксцентриков, а на торце по большому диаметру кольца во всей длине окружности его имеются шестеренчатые зубья, в зацепление с которыми входят зубья шестерни, насаженной на валу привода, который, вращая кольцевую шайбу в ту или другую сторону, придает кольцу поступательное движение относительно подшипниковой опоры и диска, тем самым задвигая или выдвигая рычаги регулировочных реек, а значит, увеличивая или уменьшая расход топлива на насосной секции высокого давления.

Топливные каналы сброса, отходящие от ниш на боковине с топливными насосными секциями высокого давления, связаны между собой промежуточными каналами, находящимися внутри опорной боковины, все ниши на боковине имеют такую же связь каналов топливной подкачки. Четыре топливных насоса низкого давления, установленные в нишах на второй боковине также в промежутке между прорезями, но с наружной стороны, подкачивают топливо по отходящим от них топливным каналам, находящимся внутри боковины, и по проходящим внутри кольца блока цилиндров в замкнутую связь каналов топливной подкачки на боковине с топливными насосными секциями высокого давления, также через блок цилиндров параллельно проходят каналы сброса топлива в обратном направлении, идущие по второй боковине к центру диска, и проходят через патрубок боковины, через уплотнительные кольца на фигурную шайбу, от нее через вал эксцентриков к муфтам подачи. Привод насосов низкого давления осуществляется через шестерни, насаженные на выходные валы насосов, зубья которых входят в зацепление с зубьями на шестеренчатом кольце, запрессованном на кольцевую палку подшипниковой опоры с центром на оси вала эксцентриков.

От каждой ниши на опорной боковине с топливными насосными секциями высокого давления в сторону вала эксцентриков по радиусам имеются отверстия, в которые вставляются стержни толкателей, одним концом упирающиеся через распорный штуцер в опорную тарелку возвратной пружины топливной насосной секции высокого давления, а роликом на втором конце толкатель упирается в кулачковое кольцо, свободно вставленное на патрубок эксцентрика.

Двигатель снабжен центробежным регулятором опережения вспрыска. Это фигурное кольцо, на торцевую поверхность по внутреннему диаметру его до упора запрессован подшипник наружной обоймой, которая зажимается по резьбе там же на фигурном кольце втулкой с такой же резьбой, внутренняя обойма подшипника плотно насаживается на посадочное место на валу эксцентриков и зажимается гайкой по резьбе на конце вала эксцентриков со стороны опорной боковины с топливными насосными секциями высокого давления.

К кольцу с внешней стороны жестко крепится шайба, на которой по центру, находящемуся на оси вала эксцентриков, имеется отверстие с жестко закрепленной к шайбе втулкой, имеющей по внутреннему диаметру шлицы, в которые свободно вставлен вал с такими же шлицами. На одном конце этого вала со стороны шайбы имеется круг, жестко связанный с ним, который с шлицевой втулкой на шайбе соединен возвратными пружинами, между кругом на валу и шайбой на фигурном кольце находятся ролики, которые на осях закреплены к Г-образным рычагам с короткой их стороны, на длинных концах этих рычагов закреплены шаровые грузики, а на изгибе рычагов имеются отверстия, через которые свободно проходят валики, концы которых находятся в отверстиях на опорах, жестко закрепленных на шайбе. Второй конец вала, проходящего через шлицевую втулку, через подшипник связан с винтовым хроповиком, который своими двумя шлицами свободно вставлен в отверстие с углублениями для этих шлицов, сделанное внутри вала эксцентриков по его оси, в прорезь хроповика вставлен свободно вал, который также свободно проходит через Х-образную прорезь в поперечном сечении по кругу вала патрубка эксцентриков, концы которого жестко соединены с кулачковым кольцом на патрубке эксцентрика.

На фиг. 1 - 3 изображен инерционный импульсный двухтактный десятицилиндровый реактивно-поршневой двигатель.

Двигатель - это круглый диск 1, установленный подвижно в подшипниковых опорах 2, 3. Диск 1 и все, что находится внутри него, вращаясь с ним в опорных подшипниках 4, 5. является инерционной массой двигателя.

Диск 1 состоит из кольца 6 или блока 6 двухтактного десятицилиндрового импульсного реактивно-поршневого двигателя внутреннего сгорания (фиг. 2, фиг. 3). С торцевой стороны кольца-блока, в сторону центра, проделаны цилиндрические отверстия, являющиеся цилиндрами двигателя, которых на блоке десять а, б, в, г, д, е, ж, з, и, л, располагающихся равноудаленного друг от друга в кольце. Их оси совпадают с его радиусами, а каждая пара противоположных по диаметру кольца 6 цилиндров имеет одну общую ось, таких пар в блоке пять: а-е, б-ж, в-з, г-и, д-л, их оси пересекаются в одной точке, являющейся центром кольца 6 и диска 1. С торца по большому диаметру каждый цилиндр заглушен. Заглушки - это головки 7 своих цилиндров 7а, 7б, 7в, 7г и т.д. Внутри каждого цилиндра находится поршень 8, 8а, 8б, 8в, 8г и т.д. с поршневыми компрессионными кольцами. Каждый поршень имеет хвостовик 9а, 9б, 9в и т. д. , в котором вдоль вершины двухстороннего симметричного конусного среза проделано сквозное отверстие, куда запрессовывается поршневой палец 10-10а, 10б, 10в, 10г, 10д и т.д., которые несколько длиннее диаметра поршня и выступают на одинаковое расстояние с обеих сторон отверстия, и на выступающие концы пальца насаживаются по два подшипника. На пальце 10 с обеих сторон поршня устанавливаются четыре подшипника, подшипники 11, 12 установлены с обеих сторон ближе к корпусу поршня, подшипник 11 с одной стороны поршня, подшипник 12 с другой стороны поршня, но на пальце 10, 11а, 11б, 11в и т.д. находятся с одной стороны поршней по отношению к кольцу-блоку, 12а, 12б и т. д. - с другой стороны поршня. Подшипники 13, 14 установлены рядом с подшипниками 11, 12, точнее подшипники 13 устанавливаются рядом с подшипниками 11, а подшипники 14 - рядом с подшипниками 12 на том же пальце 10, но только на его концах с краю.

Хвостовики 9 поршней 8 в цилиндрах, имеющих одну общую ось, жестко связаны между собой межпоршневыми перемычками 15, которые устанавливают вполне определенное межпоршневое расстояние поршневой пары. Это расстояние во всех поршневых парах абсолютно одинаковое. Каждая поршневая перемычка имеет вдоль оси поршней прорезь 16 (поршневая перемычка 15 а-е, прорезь 16 а-е и т.д.) от одного поршня до другого поршневой пары, в которые свободно вставлен центральный вал 17 двигателя, ось которого совпадает с осью вращения диска 1. На этот вал с обоих его концов по шестеренчатым шлицам 18, 19, проделанным на нем очень плотно, запрессовываются абсолютно одинаковые два эксцентрика 20, 21 до упоров 22, 23 на валу, своими патрубками 24, 25 направленными к концам центрального вала или вала эксцентриков, как будет называться дальше.

На оба патрубка эксцентриков 24, 25 надеваются опорные боковины 26, 27 своими патрубками 28, 29. направленными также к концам вала эксцентриков, в промежуток между патрубками опорных боковин и патрубками эксцентриков запрессовываются подшипники 30, 31, которые подпираются фигурными шайбами 32, 33, вставляющихся плотно своими шлицами по тем же шлицам 18, 19, что и эксцентрики 20, 21, и зажимаются гайками 34, 35 по резьбам на валу эксцентриков. На фигурных шайбах 32, 33 с торца по большому диаметру имеются шестеренчатые зубья 36, 37, в зацепление с которыми входят зубья шестерен 38, 39 на выходных валах червячных редукторов 40, 41. Опорные боковины 26, 27 жестко крепятся к кольцу блока цилиндров, центрируя его центрирующими полками 42, 43 относительно вала эксцентриков 17, устанавливая центр кольца блока цилиндров 6 на оси вала эксцентриков 17.

На оба патрубка 28, 29 опорных боковин 26, 27 надеваются отверстия подшипниковых опор 2, 3, а между патрубками боковин 28, 29 и опорами 2, 3 запрессовываются опорные подшипники 4, 5, которые по наружной обойме зажимаются кольцевыми фланцами 44, 45, а по внутренней обойме подшипники 4, 5 зажимаются гайками 46, 47 по резьбам 48, 49 на концах патрубков опорных боковин 26, 27. Каждая боковина с внутренней стороны диска 1 на корпусе имеет несквозные прорези 50, 51 в виде ниш вдоль радиусов опорных боковин (фиг. 6), количество которых на каждой боковине равно количеству цилиндров в кольце-блоке цилиндров. Прорези под номером 50 находятся на опорной боковине 26, а прорези под номером 51 находятся на опорной боковине 27. Боковины устанавливаются так, что оси прорезей противоположных боковин и ось цилиндрических пар должны быть строго параллельны и каждая прорезь определяется цилиндром, под которым она находится, например: прорезь 50а и напротив ее находится прорезь 51а на другой боковине, или 50е и 51е и т.д., "а" и "е" - это осевая пара цилиндров, также определяется место поршней поршневых пальцев подшипников на них: подшипник 13е двигается по прорези 50е, подшипник 11е находится рядом с 13е, но лежит на торце эксцентрика 20. Прорези 50, 51 на боковинах служат для исключения искривления оси поршневой пары, при их движении подшипники 13, 14, находясь на пальцах хвостовиков поршней 8, прокатываются по прорезям 50, 51, которые служат направляющими для хвостовиков поршней.

В каждом промежутке между подшипниковыми прорезями 50, но с наружной стороны боковины 26 сделаны прямоугольные глубокие, но не сквозные ниши 52, куда вставлены прямоугольные корпуса 53, внутри которых монтируются насосные секции высокого давления (фиг. 4, фиг. 7). Каждый из десяти прямоугольных корпусов 53 с насосными секциями имеет по два отверстия 54, 55 для приема и отвода топлива низкого давления, отверстие 56 для выдачи топлива высокого давления, отверстие 57 для воздействия толкателем 58 на плунжер 59 секции высокого давления, а также отверстие 60, выполняющее роль направляющей, куда вставлен с возвратной пружиной стержень 61, который является регулировочной рейкой в насосной секции высокого давления. При установке корпуса 53 в нишу 52 боковины 26 отверстия 54, 55 низкого давления, отверстие 56 высокого давления, отверстие 57 для толкателя 58 должны совмещаться с отверстиями соответствующих функций на опорной боковине, выведенными в ниши. В месте соединений отверстий закладываются соответствующие прокладки 62, которые зажимаются распорной гайкой 63 на штуцере 64. Каждая ниша закрывается крышкой 65, в которой имеется отверстие для вывода наружу рычага регулировочной рейки 61, на конце которого устанавливается подшипник 66, при этом все сопрягаемые поверхности имеют соответствующие уплотнения 67. Выведенная наружу рейка 61 своим подшипником 66 упирается в поверхность кольцевой шайбы 68, которая своей резьбой на торце по внутреннему диаметру свободно крутится по резьбе 69 на кольцевой полке на подшипниковой опоре 2, а с торца по большому диаметру кольца 68 по всей длине окружности его имеются шестеренчатые зубья 70, в зацепление с которыми входят зубья шестерни привода 71, который, вращая кольцевую шайбу 68 в ту или другую сторону, придает кольцу 68 поступательное движение относительно подшипниковой опоры 2 и диска 1, тем самым, задвигая рычаги реек 61 или выдвигая их, увеличивает или уменьшает количество подаваемого топлива в камеры сгорания цилиндров двигателя.

Четыре топливных насоса низкого давления 72, установленные на второй боковине 27, подкачивают топливо по отходящим от них топливным каналам, находящимся внутри боковины 27, и по проходящим внутри кольца блока 6 в замкнутую связь каналов топливной подкачки на боковине 26, также через блок цилиндров 6 параллельно топливным каналам подкачки проходят топливные каналы сброса топлива в обратном направлении, не связанные с каналами топливной подкачки. Топливные каналы подкачки имеют также замкнутую связь между нишами на боковине и после насосов подкачки на боковине 27.

Каналы сброса топлива на боковине 27 связаны с топливными каналами, подающими топливо на насосы 72, которые спускаются по радиусам боковины 27, выходят на патрубок 29 боковины 27, проходят через фигурную шайбу на вал эксцентриков 17, на топливную муфту подачи 73, в местах сопряжения поверхностей устанавливаются уплотнительные кольца 74, сохраняющие герметичность соединения. Привод насосов 72 низкого давления осуществляется через шестерни 75, насаженные на валах насосов, зубья которых входят в зацепление с зубьями на шестеренчатом кольце 76, запрессованном на кольцевой полке подшипниковой опоры 3.

От каждой ниши 64 с топливными секциями высокого давления на боковине 26 по радиусам в сторону вала эксцентриков отходят сквозные отверстия 77, в которые вставляются стержни толкателей 58, одним концом упирающиеся через штуцер 64 с распорной гайкой 63 в отверстие 57, в седло плунжера 59, а роликами 78 на других его концах толкатели упираются в кулачковое кольцо 79, свободно посаженное на патрубок 25 эксцентрика 19.

Двигатель снабжен центробежным регулятором опережения вспрыска. В это фигурное кольцо 80 на торцевую поверхность по внутреннему диаметру до упора запрессовывается подшипник 81 наружной обоймой, которая зажимается по резьбе на торце по внутреннему диаметру втулкой 82 с такой же резьбой, внутренняя обойма подшипника 81 плотно насаживается на посадочное место на валу эксцентриков 17 и зажимается гайкой 82 по резьбе на конце вала со стороны опорной боковины 26. К кольцу 80 с внешней стороны жестко крепится шайба 83, на которой по центру, находящемуся на оси вала эксцентриков 17, имеется отверстие с жестко закрепленной к шайбе 83 втулкой 84, имеющей по внутреннему диаметру шлицы 85, в которые свободно вставлен вал 86 с такими же шлицами. На одном конце этого вала 86 (наружном) со стороны шайбы 83 имеется круг 87, жестко связанный с ним, который с шлицевой втулкой 84 на шайбе 83 соединен возвратными пружинами 88. Между кругом 87 на валу 86 и шайбой 83 находятся ролики 89, которые свободно на осях 90 закреплены к Г-образным рычагам 91 с короткой стороны рычагов, на длинных концах этих рычагов закреплены шаровые грузы 92, а на изгибе рычагов имеются отверстия, через которые свободно проходят валики, концы которых находятся в отверстиях на опорах 93, жестко закрепленных на шайбе 83.

Второй конец вала 86, проходящего через шлицевую втулку 84, через подшипник 93 связан с винтовым храповиком 94, который своими двумя шлицами 95 на хвостовике вставлен в отверстие 96 с углублениями 97 для шлицов 95, сделанными внутри вала эксцентриков 17 по его оси, в прорезь винтового храповика 98 свободно вставлен вал 99, который также свободно проходит через Х-образную прорезь 100 в поперечном сечении по кругу вала эксцентриков 17 и патрубка 24 эксцентрика 20, концы которого жестко соединены с кулачковым кольцом 79 на патрубке 24 эксцентрика 20.

Двигатель снабжен пусковым механизмом, который имеет привод 101, и шестеренкой 102 на его выходном валу входит в зацепление с шестеренчатыми зубьями 103 на полке опорной боковины 27.

Привод центробежного регулятора осуществляется от полки 104 с шестеренчатыми зубьями на конце патрубка 28 опорной боковины 26, через две шестерни 105, 106, жестко насаженные на общий вал 107 с обоих его концов, проходящий свободно через фигурную шайбу 32. Одна шестерня 106 входит в зацепление с зубьями на зубчатой полке 104 опорной боковины 26, вторая шестерня 105 своими зубьями входит в зацепление с зубьями 108 на кольцевой полке фигурного кольца 80 центробежного регулятора. Двигатель на опорах 2, 3 установлен на платформе 109.

Нумерация деталей на чертежах и схемах: 1 - диск; 2, 3 - опоры диска; 4, 5 - опорные подшипники; 6 - кольцо-блок цилиндров; а, б, в, г, д, е, ж, з, и, л - цилиндры на блоке цилиндров; 7 - головки цилиндров; 8 - поршни; 9 - хвостовики поршней; 10 - пальцы на хвостовике поршней; 11, 12 - подшипники, ближние к поршню; 13, 14 - подшипники, крайние на концах пальцев; 15 - межпоршневые перемычки; 16 - в ней прорезь; 17 - центральный вал эксцентриков; 18, 19 - шестеренчатые шлицы на нем; 20, 21 - эксцентрики; 22, 23 - упоры на валу эксцентриков; 24, 25 - патрубки эксцентриков; 26, 27 - опорные боковины; 28, 29 - патрубки боковин; 30, 31 - подшипники вала эксцентриков; 32, 33 - фигурные шайбы; 34, 35 - гайки фигурных шайб; 36, 37 - шестеренчатые зубья на фигурных шайбах; 38, 39 - шестерни червячных редукторов; 40, 41 - червячные редукторы; 42, 43 - центрирующие полки на опорных боковинах; 44, 45 - кольцевые флянцы опорных подшипников; 46, 47 - гайки, зажимающие опорные подшипники; 48, 49 - резьбы для этих гаек на патрубках боковин; 50, 51 - прорези на опорных боковинах; 52 - ниши на боковине; 53 - корпуса насосных секций; 54 - отверстия топливного сброса; 55 - отверстия топливной подкачки; 56 - отверстия высокого давления; 57 - отверстия для толкателя в штуцере; 58 - толкатель; 59 - плунжер; 60 - отверстие для рейки; 61 - регулировочная рейка-стержень; 62 - прокладки; 63 - распорная гайка; 64 - штуцер; 65 - крышка ниши; 66 - подшипник на стержне регулировочной рейки; 67 - уплотнения герметизирующие; 68 - кольцевая шайба; 69 - резьба на подшипниковой опоре; 70 - зубья на кольцевой шайбе; 71 - привод кольцевой шайбы; 72 - топливные насосы низкого давления; 73 - муфта подачи топлива; 74 - кольцевые уплотнения; 75 - приводные шестерни насосов низкого давления; 76 - шестеренчатое кольцо на подшипниковой опоре; 77 - отверстие для толкателя в боковине; 78 - ролики на толкателе; 79 - кулачковое кольцо; 80 - фигурное кольцо центра регулятора; 81 - подшипник; 82 - втулка с резьбой; 82' - гайка; 83 - шайба; 84 - шлицевая втулка; 85 - шлицы на ней; 86 - вал со шлицами; 87 - круг; 88 - возвратные пружины; 89 - ролики; 90 - их оси; 91 - Г-образные рычаги; 92 - шаровые грузики; 93 - подшипник; 94 - винтовой храповик; 95 - шлицы на хвостовике храповика; 96 - отверстие на валу эксцентрика по его оси; 98 - винтовая прорезь храповика; 99 - вал; 100 - Х-образная прорезь; 101 - привод пускового механизма; 102 - шестерня на его выводном валу; 103 - зубчатая полка на опорной боковине 27 по большому диаметру; 104 - шестеренчатая полка на патрубке опорной боковины 26; 105 - шестерня на центробежный регулятор; 106 - шестерня на приводном валу центробежного регулятора (приводная); 107 - приводной вал центробежного регулятора вспрыска; 108 - шестеренчатая полка на центробежном регуляторе; 109 - платформа; 110 - ориентировочное отверстие, указывающее положение главной оси эксцентриков на круге диска.

Прежде чем запустить двигатель, необходимо вывести главную ось эксцентриков КВ (фиг. 9) в вертикальное положение, чтобы ВМТ на оси КВ располагалась над НМТ, ориентиром для этой операции служит отверстие 110 на фигурной шайбе 33, для чего включением приводов запускаются червячные редукторы 40, 41 (фиг. 1, фиг. 2), которые зубьями своих шестерен 38, 39, входящих в зацепление с зубьями фигурных шайб 32, 33, начинают вращать их в подшипниках 30, 31 вокруг оси, находящейся на оси вала эксцентриков 17, которые через плотную шлицевую связь 18, 19 с валом эксцентриков увлекают его за собой, а он уже через жесткую связь по тем же шлицам передает вращение эксцентрикам 20, 21, выключением приводов червячных редукторов 40, 41 происходит фиксация эксцентриков в необходимом положении внутри двигателя.

Затем включается привод 71 кольцевой регулировочной шайбы 68 подачи топлива, которая начинает вращаться через шестеренчатую связь между шестеренчатыми зубьями 70 на ее торце по большому диаметру с зубьями на шестерне, насаженной на выходном валу привода 71, своей резьбой по внутреннему диаметру кольца 68, по резьбе 69 на кольцевой полке опорной боковины 2 и приобретает поступательное движение относительно опоры 2 и диска 1, тем самым воздействуя на рычаги реек 61 (фиг. 2, фиг. 7) топливных насосных секций высокого давления, которые, прокатываясь по кольцу 68 подшипниками 66 на их концах, также приобретают поступательное движение относительно диска 1, которые поворачивают плунжер 59 на такой угол, который бы обеспечил подачу топлива для работы двигателя на минимальных оборотах.

После этого запускается пусковой привод 101, который зубьями своей шестерни 102 взаимодействует с зубьями 103 на кольцевой полке опорной боковины 27 и начинает вращать диск 1 в подшипниках 4, 5 подшипниковых опор 2, 3. Вращаясь, диск 1 последовательно один за другим подводит осевые пары цилиндров а-е, л-д, и-г, з-в, ж-б к оси эксцентриков КВ, а их поршни 8а, 8е, 8л, 8д и т.д. связаны между собой межпоршневыми перемычками 15, которые прокатываются подшипниками 11а, 12а, 11е, 12е, 11л, 12л, 11д, 12д и т.д. насаженными на поршневых пальцах 10а, 10е, 10л, 10д, по торцу эксцентриков 20, 21, выводит к мертвым точкам в их цилиндрах а, е, л, д и т.д. (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 10).

В ближайшем приближающемся к оси эксцентриков КВ цилиндре, например "а", поршень 8а, прокатываясь подшипниками 11а, 12а по торцу эксцентриков 20, 21, производит некоторое сжатие внутрицилиндрового содержимого цилиндра "а" и, проходя ВМТ на оси эксцентриков КВ в установленный момент, определяющийся кулачковым кольцом 79, установленным на патрубке 24 эксцентрика 20, на кулачок которого накатываются своим роликом 78 на конце, толкатель 58 (фиг. 4), установленный в опорной боковине 26, тем самым воздействует на плунжер 59 топливной насосной секции высокого давления (фиг. 7), который выдает установленную порцию топлива в камеру сгорания цилиндра "а".

И уже от взрыва топлива поршень 8а начинает движение в сторону центра диска 1 или от ВМТ к НМТ в своем цилиндре "а", а поршень 8е, жестко связанный с поршнем 8а межпоршневой перемычкой 15а-е, находясь в НМТ в своем цилиндре "е", начинает движение от нее к ВМТ.

Хвостовик 9а поршня 8а через подшипники 11а и 12а увеличивает давление на торцевую поверхность эксцентриков 20, 21, которая постоянно после прохождения МТ находится под некоторым углом к оси поршневой пары 8а-8е, в результате появляется сила, пытающаяся искривить ось этой пары на подшипники 13а, 14а, насаженные на том же пальце 10а, что и подшипники 11а, 12а, вставленные в прорезь 50а боковины 26 и прорезь 51а боковины 27, препятствуют этому и, прокатываясь в прорезях 50а и 51а, заставляют двигаться диск 1 двигателя по кругу с центром на оси вала эксцентриков 17 в подшипниках 4, 5.

Диск 1, вращаясь, подводит следующую осевую пару цилиндров и-д к оси эксцентриков КВ, и все, что происходило с осевой парой а-е и их поршнями, повторяется, в результате диск 1 начинает вращаться самостоятельно от сгорания топлива в коленах сгорания каждого цилиндра, проходящего через ВМТ главной оси эксцентриков КВ.

За один полный оборот диска 1 (360^o) двигатель выдает десять силовых импульсов, величина которых зависит от расхода топлива. Увеличение или уменьшение оборотов диска достигается кольцевой шайбой 68 расхода топлива.

Силовой импульс одного цилиндра равен F₁ = 2mV, где 2 - коэффициент инерции, всегда постоянен; m - общая масса диска 1, измеряется в т (тоннах), в нее входит все, что вращается вместе с диском; V - скорость поступательного движения поршневой пары в м/сек.

F_общ. = 2mVn, где n - число цилиндров двигателя.

F₁₀ = 2mV10 - это рабочая сила предлагаемого двухтактного десятицилиндрового импульсного реактивно-поршневого двигателя.

Двигатель вырабатывает прямолинейную силу с частотой десять силовых импульсов за 1 оборот. Рабочая сила всегда направлена от центра диска к периферии и проходит через точку взрыва топлива на круге вращения диска 1 по большому его диаметру, а прикладывается через последовательную жесткую связь от точки взрыва топлива в камере сгорания цилиндров через подшипники 4, 5 в подшипниковых порах 2, 3 к платформе 109. Противодействующая сила нейтрализуется движением поршней под действием взрыва топлива от ВМТ к НМТ в своих цилиндрах.

Двигатель снабжен центробежным регулятором опережения вспрыска, который работает следующим образом.

Фигурное кольцо 80 центробежного регулятора опережения вспрыска приводится в движение от вращающего диска 1. На конце патрубка 28 опорной боковины 26 имеется кольцевая полка с шестеренчатыми зубьями 104, в зацепление с которыми входят зубья шестерни 106, жестко насаженной на одном конце вала 107, свободно и насквозь проходящего через фигурную шайбу 32, на другом конце которого также жестко насажена такая же шестерня 105, зубья которой входят в зацепление с шестеренчатыми зубьями кольцевой полки 108 на торце фигурного кольца 80. Чем больше оборотов в одну минуту делает фигурное кольцо 80, тем сильнее центробежные силы действуют на грузики 92, которые, увеличивая расстояние между собой и воздействуя короткими рычагами Г-образных рычагов через ролики 89 на круг 87, преодолевая противодействие пружин 88, выдвигают шлицевой вал 86 по шлицам 85 в шлицевой втулке 84, тем самым передвигая по двум противоположным шлицам, проделанным внутри отверстия по оси вала эксцентриков 17 шлицами 95 на хвостовике храповика 94, сам храповик 94, в прорезь которого вставлен вал 99, концы которого жестко связаны с кулачковым кольцом. Вал 99 находится в Х-образной прорези 100, проделанной по поперечному сечению вала эксцентриков 17 и патрубке эксцентрика 20, выдвигаясь из отверстия, храповик 94 поворачивает вал 99 в Х-образной прорези против вращения диска, обеспечивая тем самым опережение вспрыска топлива в камеру сгорания цилиндров, так как ролики 78 толкателей 58, которые воздействуют на топливную секцию высокого давления, накатываются на кулачок кулачкового кольца несколько раньше.

На фиг. 8 - 10 схематично показано изменение направления рабочей силы двигателя.

Фиг. 9 - работа двигателя в режиме пуска и работа двигателя на подъем платформы.

Фиг. 8 - работа двигателя после подъема в режиме разгона платформы в горизонтальном положении.

Фиг. 10 - работа двигателя в режиме торможения платформы.

Формула изобретения

Инерционный импульсный двухтактный десятицилиндровый реактивно-поршневой двигатель внутреннего сгорания, отличающийся тем, что имеет круглый подвижный диск, состоящий из кольца и двух боковин, являющихся инерционной массой двигателя, кольцо - это блок цилиндров двигателя, цилиндры которого сквозные, находятся внутри его корпуса и располагаются равноудаленно друг от друга по всему кругу кольца, оси цилиндров совпадают с его радиусами, с торца по большому кругу кольца цилиндры заглушены заглушками, являющимися головками своих цилиндров, внутри которых находятся поршни с компрессионными кольцами, на каждом поршневом хвостовике имеется двухсторонний конусный срез, вдоль вершины которого имеется сквозное отверстие, куда запрессовывается поршневой палец, длина которого несколько больше диаметра поршня, и на выступающие концы пальца с обеих сторон насаживаются по два подшипника, каждая пара противоположных по диаметру кольца цилиндров имеет общие оси, таких пар в двигателе пять, их оси пересекаются в центре кольца, являющемся и центром диска, хвостовики поршней в цилиндрах, имеющих общую ось, жестко связаны между собой межпоршневыми перемычками, которые устанавливают у всех поршневых пар одинаковое межпоршневое расстояние, и каждая вдоль оси поршневой пары имеет от одного поршня до другого прорезь, в которую свободно вставлен центральный вал двигателя, на этот вал с обоих его концов по проделанным на нем шестеренчатым шлицам запрессовываются абсолютно одинаковые эксцентрики с такими же шлицами по внутреннему диаметру своих патрубков до упоров на валу, между которыми свободно располагаются все поршневые перемычки поршневых пар, эксцентрики устанавливаются на валу строго симметрично относительно друг друга своими патрубками, направленными к концам вала, на которые монтируются опорные боковины также патрубками, направленными к концам вала двигателя, и между внутренней поверхностью патрубков опорных боковин и наружной поверхностью патрубков эксцентриков запрессовываются по подшипнику, которые подпираются фигурными шайбами, своими шестеренчатыми шлицами по внутреннему их диаметру, вставленными плотно по таким же шлицам на валу двигателя, и зажимаются гайками по резьбам на концах вала эксцентриков или вала двигателя, обе фигурные шайбы на торцах по большому диаметру имеют шестеренчатые зубья, в зацепление с которыми входят зубья шестерен, насаженных на выходных валах червячных редукторов, привод которых через них и фигурные шайбы вращает вал эксцентриков, тем самым изменяя положение эксцентриков внутри двигателя в любую сторону на любой градус из 360^o по кругу, и фиксирует необходимое положение эксцентриков, опорные боковины жестко и фиксированно в одном положении крепятся к кольцу блока цилиндров, центрируя его центрирующими полками относительно вала эксцентриков, устанавливая центр кольца-блока оси вала эксцентриков, а на оба патрубка опорных боковин надеваются отверстия в подшипниковых опорах, и в промежутки между наружными поверхностями опорных боковин и внутренними поверхностями отверстий в опорах запрессовывается по опорному подшипнику, которые по наружной обойме зажимаются кольцевыми фланцами с креплением к подшипниковым опорам болтами, а по внутренней обойме подшипники зажимаются гайками по резьбам для них по концам патрубков опорных боковин, каждая боковина с внутренней стороны диска на корпусе имеет несквозные прорези в виде ниш вдоль радиусов опорных боковин, количество которых на каждой боковине равно количеству цилиндров на кольце блока цилиндров, крепятся опорные боковины к нему так, что прорези их располагаются друг против друга и строго по оси цилиндров, под которыми они находятся, и самые крайние подшипники на пальцах хвостовиков всех поршней вставляются в эти прорези, которые при движении поршней исключают возможность искривления оси поршневых пар, а другие подшипники, которые рядом, ближе к поршням своими наружными обоймами, устанавливаются на торцевую поверхность эксцентриков, которые имеют абсолютно одинаковые фигуры, описанные замкнутыми кривыми, каждый эксцентрик имеет свою ось, которая проходит через крайние их точки на описывающих замкнутых кривых, и смещенные центры, находящиеся на оси вала эксцентриков, где находится и центр диска двигателя, на самых дальних точках по осям эксцентриков от их смещенных центров находятся верхние мертвые точки эксцентриков, а на самых близких точках по этим же осям от смещенных центров находятся нижние мертвые точки эксцентриков, оси обоих эксцентриков находятся на одной плоскости с главной осью эксцентриков, которая проходит по диаметру диска и объединяет их, оба эксцентрика по всей длине торца обхватываются подшипниками на поршневых пальцах каждого поршня, и поэтому все поршни в своих цилиндрах занимают вполне определенное место, соответствующее той точке на торце эксцентрика, в которую упирается подшипник их хвостовиков, и если хвостовик поршня находится на верхних мертвых точках на торцах эксцентриков, то он соответственно находится в верхней мертвой точке в своем цилиндре или на минимальном расстоянии от головки цилиндра, а значит другой поршень, составляющий с ним поршневую пару, своим хвостовиком находится на нижних мертвых точках на торцах эксцентриков, а значит и в нижней мертвой точке в своем цилиндре, на самом максимально возможном расстоянии от головки цилиндра, а другие поршни в своих цилиндрах занимают соответственно промежуточные между этими крайними точками положения в своих цилиндрах, то есть положение каждого поршня в своем цилиндре определяется точкой на торце эксцентриков, на которой находится хвостовик поршня, тем самым эксцентрики осуществляют механическую взаимозависимую связь между поступательным движением поршней в своих цилиндрах и вращательным движением диска двигателя, в каждом промежутке между подшипниковыми прорезями, но с наружной стороны одной из опорных боковин сделаны прямоугольные несквозные ниши, куда вставляются прямоугольные корпуса, внутри которых монтируются насосные секции высокого давления, каждый из десяти прямоугольных корпусов с насосными секциями имеет два отверстия - для приема и отвода топлива низкого давления, отверстие для выдачи топлива высокого давления, отверстие для воздействия толкателем на плунжер секции высокого давления, а также отверстие, выполняющее роль направляющей, куда вставлен с возвратной пружиной стержень, являющийся регулировочной рейкой в насосной секции высокого давления, при установке корпуса в нишу боковины отверстия на корпусе с насосными секциями совмещаются с отверстиями соответствующих функций, выведенных в ниши, в места соединений отверстий закладываются соответствующие прокладки, которые зажимаются распорной гайкой на штуцере с отверстием для толкателя, каждая ниша закрывается крышкой, в которой имеется отверстие для вывода наружу рычага регулировочной рейки, на конце которого устанавливается подшипник, при этом все сопрягаемые поверхности имеют соответствующие уплотнения, выведенная наружу рейка своим подшипником на конце упирается в поверхность кольцевой шайбы, которая своей резьбой на торце по внутреннему диаметру свободно крутится по резьбе на кольцевой полке подшипниковой опоры с центром на оси вала эксцентриков, а на торце по большому диаметру кольца по всей длине окружности шайбы имеются шестеренчатые зубья, в зацепление с которыми входят зубья шестерни, насаженной на валу привода, который, вращая кольцевую шайбу в ту или иную сторону, придает шайбе поступательное движение относительно подшипниковой опоры и диска, тем самым задвигая или выдвигая рычаги регулирующих реек, а значит, увеличивая или уменьшая расход топлива на насосные секции высокого давления, топливные каналы сброса, отходящие от ниш на боковине с топливными насосными секциями высокого давления, связаны между собой промежуточными каналами, находящимися внутри опорной боковины, все ниши на боковине имеют такую же связь каналов топливной подкачки, четыре топливных насоса низкого давления, установленные на второй боковине, также между прорезями, но с наружной стороны, подкачивают топливо по отходящим от них топливным каналам, находящимся внутри боковины, и по проходящим внутри кольца блока цилиндров в замкнутую связь каналов топливной подкачки на боковине с топливными насосными секциями высокого давления, также через блок цилиндров параллельно проходят каналы сбросов топлива в обратном направлении, идущие по второй боковине к центру диска, и проходят через патрубок боковины, уплотнительные кольца на фигурную шайбу, от нее через вал эксцентриков к муфтам подачи, привод насосов низкого давления осуществляется через шестерни, насаженные на выходных валах насосов, зубья которых входят в зацепление с зубьями на шестеренчатом кольце, запрессованном на кольцевую полку подшипниковой опоры с центром на оси вала эксцентриков, от каждой ниши на опорной боковине с топливными насосными секциями высокого давления в сторону вала эксцентриков по радиусу имеются отверстия, в которые вставляются стержни толкателей, одним концом упирающиеся через распорный штуцер в опорную тарелку с возвратной пружиной в топливной насосной секции высокого давления, а роликами на втором конце толкатель упирается в кулачковое кольцо, свободно вставленное на патрубок эксцентрика, двигатель снабжен центробежным регулятором опережения впрыска, представляющим из себя фигурное кольцо, на торцевую поверхность по внутреннему диаметру которого до упора запрессован подшипник, наружной обоймой который зажимается по резьбе там же на фигурном кольце втулкой с такой же резьбой, внутренняя обойма подшипника плотно насаживается на посадочное место на валу эксцентриков и зажимается гайкой по резьбе на конце вала эксцентриков, со стороны опорной боковины с топливными насосными секциями высокого давления к кольцу с внешней стороны жестко крепится шайба, на которой по центру, находящемуся на оси вала эксцентриков, имеется отверстие с жестко закрепленной на шайбе втулкой, имеющей по внутреннему диаметру шлицы, в которые свободно вставлен вал с такими же шлицами, на одном конце этого вала со стороны шайбы имеется круг, жестко связанный с ним, который с шлицевой втулкой на шайбе соединен возвратными пружинами, между кругом на валу и шайбой на фигурном кольце находятся ролики, которые на осях закреплены на концах Г-образных рычагов с короткой их стороны, на длинных же концах этих рычагов закреплены шаровые грузики, а на изгибе рычагов имеются отверстия, через которые свободно проходят валики, концы которых находятся в отверстиях на опорах, жестко закрепленных на шайбе, второй конец вала, проходящего через шлицевую втулку, через подшипник связан с винтовым храповиком, который своими двумя шлицами свободно вставлен в отверстие с углублениями для этих шлицов, сделанное внутри вала эксцентриков по его оси, в прорезь винтового храповика вставлен свободно вал, который также свободно проходит через Х-образную прорезь в поперечном сечении по кругу вала эксцентриков и патрубка эксцентрика, концы которого жестко соединены с кулачковым кольцом на патрубке эксцентрика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10